Dr. Rainer Möllenkamp, Naturwissenschaftler und Techniker:
Wichtige Hinweise zu PV-Komponenten
Um die Frage zu klären, ob mein Gebäude „solartauglich“ ist, wird oft eine Vorortberatung, ein sogenannter Solar-Check angeboten. Infos zum Solar-Check erhalten Sie bei der Energieagentur NRW oder unter www.ea-nrw.de
Der Energieertrag wird durch vier Faktoren beeinflusst:
a) Anlagen-Technik (Module, Wechselrichter, u.s.w.)
b) Dachausrichtung
c) Dachneigung
d) Verschattung (Antennen, Schornsteine, Gauben, Bäume u.s.w.)
Eine Verschattung der Module vormittags bis neun Uhr und nachmittags ab 17 Uhr hat praktisch keinen negativen Einfluss auf den Energieertrag.
Lassen Sie die Tragfähigkeit des Dachstuhls prüfen (Dachdecker).
Wenn eine Dachsanierung in absehbarer Zukunft (nächsten 20 Jahre) ansteht, sollte diese vorgezogen werden. Klären Sie die Frage, ob sich vielleicht die Verwendung von Solardachziegeln oder stromerzeugenden Dachbahnen als Dacheindeckung lohnt?
Informieren Sie Ihr zuständiges Bauamt, mittels einer Bauanzeige, über die geplante Maßnahme. Die Bearbeitungszeit ist meist 2 bis 4 Wochen.
Wir empfehlen Ihnen, das Sie sich mit Ihrem Steuerberater in Verbindung setzen, damit die steuerrechtlichen Belange, die mit dem Betrieb einer PV-Anlage zusammenhängen, geklärt werden.
2.) Angebotseinholung
Bei dem Einholen der Angebote sollten Sie schon auf örtliche Besonderheiten hinweisen:
- Dachart (Schrägdach oder Flachdach)
- Antennenanlage, Kamine, Fenster, Gauben etc.
- Dachausrichtung (z.B. SO – S – SW)
- Möglicherweise die geographische Lage (Topographie)
- Geländeanstieg in Südrichtung
- Baumbewuchs in Südrichtung
- Foto des Gebäudes beilegen
Auch überregionale Angebote einholen (Umkreis von maximal 100 km).
Fünf bis zehn Angebote bieten eine gute Vergleichsmöglichkeit der Anlagen.
Der zu erwartende Stromertrag sollte garantiert werden.
Bei größeren PV-Anlagen sollten Sie auch Angebote von Großanbietern einholen:
- SunTechnics in Hamburg
- S.A.G. Solarstrom Franchise GmbH in Starzach
- Solar Direkt in Köln
- SOLARvent in Aschaffenburg
- Shell Solar in München
- BP Solar in Hamburg
3.) Angebotsbewertung
Hat diese Firma schon PV-Großanlagen geplant, installiert und in Betrieb genommen.
Gibt es eine PV-Referenzanlage, die möglicherweise besichtigt werden kann?
Welches Material wurde für die Aufständerung gewählt?
Lassen Sie sich erklären wie die PV-Anlage geplant wurde.
Wie sind die Lieferbedingungen und –zeit der PV-Anlage?
Besteht für das Angebot eine Bindefrist und für welchen Zeitraum ist diese festgelegt?
Ist in dem Angebot auch ein Hinweis über Serviceleistungen vorhanden, oder wird sogar ein Full-Service-Paket, zu dem ein Wartungsvertrag, Versicherung und der garantierte Energieertrag gehören, angeboten?
Welche Garantieleistungen werden von dem Anbieter gemacht? Das betrifft die gesamte PV-Anlage, aber auch die unterschiedlichen Einzelteile (z.B.: Wechselrichter, Module und sonstige elektrische Komponenten).
Wie wird die PV-Anlage angeliefert und auf das Dach transportiert?
Welche Zahlungsmodalitäten werden von den Anbietern vorgegeben?
Als Material für die Modulaufständerung ist Aluminium oder Edelstahl zu empfehlen.
Die Neigung der Module sollte zwischen 30 und 40 Grad zur Horizontalen betragen
(optimal sind 37°). Eine Neigung der Module unter 10 Grad ist zu vermeiden, da die Module verstärkt verschmutzen und der Selbstreinigungseffekt bei Regen nicht mehr eintritt.
Die Aufständerung sollten an geeigneten Balastkörpern (Flachdach) oder Sparren (Schrägdach) befestigt werden.
Oft werden als Balastträger Betonstürze, Gehwegplatten oder befüllbare Wannensysteme verwendet.
Um die Dacheindeckung zu schützen, ist eine ausreichend dicke Gummiunterlage (ca. 8 mm) unter diesen Elementen vorzusehen.
Ein Ausrichtung der Module nach Süden ist bei einem Flachdach einfach zu realisieren.
Eine Verschattung durch Antennen, Schornsteine, Bäume, Gebäude und Verschmutzung sollte weitgehend vermieden werden.
5.) Module
Die Materialien der heute verwendeten Module sind kristallines Silizium, amorphes Silizium, Cadmium-Tellurid oder Kupfer-Indium-Diselenid. Die Gesamtkosten einer PV-Anlage werden zu ca. 50% von den verwendeten Modulen bestimmt.
Die Leistung der Module wird in Watt und die Nennleistung in Wattpeak (kWp) angegeben.
Die von den Modulherstellern angegebenen Leistungstoleranzangaben bewegen sich meist zwischen ± 3 % und ± 10 %. Wir empfehlen eine Toleranzangabe von ± 5 % oder kleiner. Immer häufiger werden Toleranzen wie z.B. +10/-4% von den Herstellern angegeben. Hierbei sollte der positive (+) Wert möglichst groß und der negative (-) Wert möglichst klein sein.
Die Lebensdauer der Module sollte möglichst lang sein. Die meisten Modulhersteller garantieren 80% der Anfangsleistung nach 20 Jahren Lebensdauer.
Der Hersteller der Module sollte diesen Zeitraum mindestens garantieren.
Bei den Solarmodulen gibt es einen kleinen negativen Effekt. Die Modulleistung sinkt mit steigender Modultemperatur. Diese Auswirkung wird auch als negativer Leistungskoeffizient bezeichnet (minus Leistungsverlust in % pro Grad Temperaturanstieg). Die Modulhersteller geben Werte von –0,34 %/°C bis –0,51 %/°C bei kristallinen Zellen und –0,12 %/°C bis
–0,21 %/°C bei amorphen Zellen an. Dieser Leistungskoeffizient sollte bei kristallinen Zellen also möglichst nahe an dem Wert von –0,34 %/°C und bei amorphen Zellen bei -0,12 %/°C liegen. Amorphe Solarzellen haben zwei Vorteile gegenüber kristallinen Solarzellen und das sind zum einen der bessere Leistungskoeffizient (-0,12 %/°C) und zum anderen die bessere Arbeitsweise bei diffusen Licht (Bewölkung).
Eine weitere wichtige Information zur Bewertung eines Moduls ist die Nennbetriebstemperatur NOCT (liegt zwischen 42°C und 52°C). Diese Temperaturangabe ist die zu erwartende maximale Modultemperatur, die sich bei 20°C Außentemperatur und Sonnenschein einstellt.
Eine Ertragsabweichung von 3 % ist daher bei gleichen Bedingungen möglich. Die Nennbetriebstemperatur sollte daher möglichst klein sein.
Der Modulwirkungsgrad, bezogen auf die Modulfläche von kristallinen Zellen (Wirkungsgrade zwischen 5,4 % und 16,1 %), sollte möglichst hoch sein (ca. 12 % oder höher). Bei amorphen Zellen sollte der Modulwirkungsgrad möglichst nahe an 5 % oder höher sein.
Die kristallinen Solarmodule sollten eine Bauartzertifizierung nach IEC 61215 bzw. CEC Spezifikation 503 (ISPRA) besitzen. Dünnschichtsolarmodule sollten nach IEC 61646 zertifiziert worden sein. Alle Modularten sollten die Schutzklasse II Zertifizierung und natürlich auch das vorgeschriebene CE-Zeichen besitzen.
Eine Produktgarantie, die dem Käufer zusichert, dass das Modul innerhalb der Garantiezeit einwandfrei funktioniert und keine optischen Schäden oder Isolationsfehler zeigt, ist vom Gesetzgeber auf 2 Jahre festgelegt worden. Ein längerer Zeitraum von zum Beispiel 5 Jahre oder noch länger wäre aber zu empfehlen.
6.) Solardacheindeckung - Solardachziegel
Die Energieerträge sind meist geringer wegen der fehlenden Hinterlüftung. Daher können Mindererträge zwischen 2,1 % und 5,4 % auftreten. Auch der Preis einer solchen Dachintegrierten-Anlage ist oft noch deutlich höher.
Kombinationen von Solardachziegeln mit den unterschiedlichen normalen Dachziegeln und Dachneigungen sind oft nicht möglich.
7.) Wechselrichter
Wechselrichter wandeln den von den Solarmodulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom um. Aufgrund der elektronischen Bauteile in dem Wechselrichter werden bei der Umwandlung so genannte „Oberschwingungen“ erzeugt. Die Grenzwerte für die Oberschwingungen sind in der EN 60555 festgelegt und dürfen nicht überschritten werden.
Während des Umwandlungsvorganges „Gleichstrom in Wechselstrom“ werden in dem Wechselrichter Betriebsgeräusche und Wärme erzeugt.
Grundsätzlich sollte der Wechselrichter möglichst nahe bei den Solarmodulen montiert werden. Wechselrichter haben die Eigenschaft, dass sie weniger Leistung produzieren wenn sie warm werden. Das kann, wenn der Wechselrichter dafür geeignet ist, einerseits zu einer Außenmontage führen. Die Außenmontage hat den Vorteil, dass die sich entwickelnde Temperatur gut abgeleitet wird und die Geräusche nicht innerhalb des Gebäudes auftreten. Aber auch eine Innenmontage des Wechselrichters (kein Feuchtigkeitsschutz der Schutzart IP 65 nötig) kann sich anbieten. Bei der Wahl des Montageortes im Innenbereich muss darauf geachtet werden, dass für eine ausreichende Temperaturabfuhr gesorgt und eine Geräuschbelastung für Menschen vermieden wird.
Wechselrichter können ebenso Empfangs- und Sendegeräte elektromagnetisch beeinflussen oder auch selbst beeinflusst werden.
Daher ist bei der Montage die richtige Position der Wechselrichter sehr wichtig.
Weitere wichtige Merkmale, die bei der Auswahl eines Wechselrichters von Bedeutung sind:
der so genannte „europäische Wirkungsgrad“ des Wechselrichters:
* für PV-Anlagen bis 10kW (Herstellerangaben von 86,6% bis 96,3%)
+ sollte die Angabe zwischen 92 % und 95 % liegen
* für PV-Anlagen ab 10kW (Herstellerangaben von 91,3% bis 95,2%) sollte der
+ angegebene Wert sollte ebenso zwischen 92 % und 95% liegen.
eine weitere wichtige Angabe ist die Leistungsangabe, ab welchem Wert der Wechselrichter anfängt Strom in das Netz einzuspeisen:
* für PV-Anlagen bis 10kW
(Herstellerangaben von 0,4W bis 120W):
+ hier sollte ein möglichst kleiner Wert angegeben sein.
* für PV-Anlagen ab 10kW (Herstellerangaben von 46W bis 2400W)
+ auch hier sollte der angegebene Wert möglichst klein sein
der Standby-Stromverbrauch des Wechselrichters
* für PV-Anlagen bis 10kW
(Herstellerangaben von 0W bis 20W)
+ hier sollte ein möglichst kleiner Wert angegeben sein.
* für PV-Anlagen ab 10kW (Herstellerangaben von 7W bis zu 70W)
+ auch hier sollte
der angegebene Wert möglichst klein sein
Der Wechselrichter muss eine gute Regeldynamik (Maximum-Power-Point-Treking -
MPP) besitzen.
Der Wechselrichter sollte mit den entsprechenden Schutzvorrichtungen ausgerüstet sein. Das wäre einmal der Überspannungsschutz, der die Solaranlage vor Überspannungen aus dem Netz schützt, aber auch eine so genannte ENS-Netzüberwachung, die die Solaranlage bei einem Netzausfall abschaltet. Die in Europa verwendeten Wechselrichter müssen alle das
CE-Kennzeichen tragen.
Eine Kontrolleinrichtung an dem Wechselrichter sollte ebenfalls vorhanden sein. Diese Einrichtung können einfache LED’s, Multifunktionale Displays oder auch eine Computerschnittstelle sein. Durch diese Anzeige kann der einwandfreie Betrieb überwacht und Störungen frühzeitig erkannt werden.
Die Höhe der erzeugten Spannung von den Solarmodulen bestimmt ob ein Wechselrichter mit oder ohne Transformator verwendet wird.
Bei einem 3-Phasigen-Wechselrichter sind alle 3 Jahre Überprüfungen durch einen Elektriker vorzusehen.
Sollte die PV-Anlage über einen zentralen Wechselrichter betrieben werden ist ein schutz-isolierter Generatoranschlusskasten ebenso einzuplanen.
Generell gilt, die DC-Nennleistung (Gleichspannungs-Nennleistung) des Wechselrichters sollte der Leistung der Solarmodule entsprechen, aber die maximale Leistung (kWp) nicht überschreiten.
8.) Kabel
Das meist verwendete Kabel ist eine doppelt isolierte, einadrige Gummischlauchleitung, die für eine Anwendung im Freien zugelassen bzw. geeignet ist (z.B. Titanex Typ H07 RN-F, Radox 125 ). Bei dem TÜV Rheinland werden seit 1995 „Solarkabel“ getestet. Nach den durchgeführten Tests sind meist nur Verfärbungen und kleinere Risse, die aber keinen oder nur geringen Einfluss auf den Isolationswiderstand haben, festgestellt worden.
Der Leitungsquerschnitt sollte mindestens 2,5 mm2 besser 4 mm2 betragen. Die Verluste durch die Kabel sollten unter 1% liegen. Im Innenbereich sind auch Kabel NYM-0 oder NYY-0 zugelassen.
Für Rückfragen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung.